王亚飞

（山西焦煤霍州煤电集团吕临能化有限公司庞庞塔煤矿，山西 霍州 033200)

“三下”采煤技术发展现状及发展展望

王亚飞

（山西焦煤霍州煤电集团吕临能化有限公司庞庞塔煤矿，山西 霍州 033200)

本文参考大量实际资料，对“三下”采煤技术的发展历程进行了简要叙述，对“三下”开采技术的现状进行了分析，对“三下”开采的未来发展做出了展望。

“三下”采煤；发展现状；发展方向

1 “三下”开采的研究意义

到目前为止，我国各主要大中型煤矿矿井的“三下”压煤量已达数百亿吨，其中铁路压煤占12%、水体下压煤占28%，建筑物下压煤为60%。而我国从“三下”中开采出的煤量仅仅有十数亿吨，不足压煤总量的5%。因此，研究安全、可行的“三下”采煤技术对于提高煤炭资源的利用率，延长矿井的服务年限，保障煤矿的长远可持续发展意义重大。

2 我国“三下”开采技术现状

2.1 建筑物下煤炭开采

建筑物下煤炭开采对地面建筑的危害主要取决于地表建筑物自身的抗变形能力以及地表的水平变形情况。因此在建筑物下对煤炭进行开采，首先应根据建筑物自身结构、地表的预计变形量以及建筑物的受力情况进行分析，对因开采可能造成的破坏作出提前的预估，然后选择合理、可行的方法进行开采。现阶段国内常用的建筑物下开采方法有：房柱式开采、条带开采、巷道穿采、限后开采、充填开采等。这其中充填开采因可以最小程度地降低地面变形量、有效解决矸石处理问题、符合绿色可持续发展要求等诸多优点而近年来备受重视，应用范围不断增加。此外，新型的离层注浆技术因可以有效避免地面沉降，且方法简单易行而受到采矿界学者的高度重视。但该技术在离层发育材料强度、流动性和凝固性、注浆位置选择、注浆效果评价等方面仍存在种种问题，有待进一步的研究。

2.2 铁路下煤炭开采

铁路在平时的使用中会时刻受到运行列车的影响，因此当对铁路下煤炭进行开采时，铁路实际上受到的是双重影响，这也就使得铁路下的煤炭开采比建筑物下的开采更加复杂多变。在进行铁路下开采时，最主要的问题就是如何防止地表出现突然下沉现象，且应尽最大地可能减少地表的下沉，从而保证铁路运输的安全。对此现行的主要技术措施有：①防止地表出现突然下沉。开采前，先要对铁路下每层的采动、积水等情况调查清楚；当煤层上方存在老空区时，应及时采取注浆等方法对其进行充填，避免采动影响导致的地表突然下沉。当开采后煤层时，应采用分层开采的方法；开采坚硬顶板的煤层时，应适时采用人工强制放顶。②合理布置采煤工作面。在铁路下进行开采，应将工作面布置在铁路的正下方，并尽可能地使工作面沿铁路线的纵向掘进，让铁路位于移动盆地的主段面，从而使铁路的横向变形尽可能减少。③减少地表下沉量。减少地表下沉量最合适的方法是全部充填法，其次可以考虑房柱式或条带式开采。④减少或消除地表变形的叠加，通过无煤柱的完全开采或分层开采等方法，尽可能减少地表的叠加变形，从而避免地表变形对铁路产生影响。

2.3 水体下煤炭开采

我国的水体下煤炭开采研究始于20世纪50年代，至80年代研究进展巨大，成果显著，在其中多个领域达到世界领先水平。当前，我国水体下煤炭开采技术主要有分层、分阶段间歇开采、处理水体补给来源、疏水降压开采以及水体下充填开采等多种特殊方法。①分层、分阶段间歇开采，主要用于倾斜煤层的开采，通过在倾斜煤层中采用倾斜分层的方式和在急倾斜煤层中采用水平分层的方式。对厚煤层实施分阶段的间歇性回踩，从而使得煤层导水裂隙带高度和覆岩冒落带高度相对缩小，为正常的均匀性破坏的形成创造条件。②疏水降压开采是指在煤炭的开采前或开采过程中采用钻孔、巷道或两者相结合的方式对采区乃至井田下的地下水疏干或使其水位降低，从而保障含水层下煤炭开采过程的安全性。其中在开采靠近全砂含水松散层的煤炭时刻采用回采疏降技术和先前后深的开采方式；在开采地质构造为石灰岩岩溶的矿区时，则可以使用多矿井联合的排水方法。③水体下的充填开采，是开采过程中避免采空区岩石发生变形塌落可能的长期有效措施。这种方法的应用范围正在不断扩大，通过这种方法，可以有效地保证开采层上部岩层及地表不会出现导水的危险性变形和破坏。

3 “三下”开采发展展望

3.1 避免环境破坏的“三下”开采技术

“三下”开采最需要注意的就是尽量避免对地面环境的破坏，其未来发展的方向也应是符合绿色矿山和矿区可持续发展的要求，发展对环境破坏小的开采技术。符合这样要求的开采技术主要有充填开采技术和高回收率的条带全柱开采技术，但条带全柱开采技术只能解决部分“三下”开采问题，适应范围相对较窄，因此充填开采技术将未来“三下”开采的主要发展方向。

3.2 矿区的生态环境保护技术

随着国家煤炭西部开发战略的实施，西部地区的土地与生态环境必将遭受巨大影响。土地的复垦与生态重建技术必将成为我国“三下”开采塌陷地区恢复治理工作的重点研究对象，且生物的复垦技术在我国仍处于探索起步阶段，发展前景广阔。

4 总结

“三下”采煤技术是一项多领域、多专业相结合的综合性技术，现阶段虽通过实践已取得大量理论与技术成果，但由于“三下”地质条件的复杂多变，很多方面尚需进一步的探索和完善，例如覆岩移动与破坏的控制技术、回采工作面涌水量预计、“三下”新工艺采煤技术等。这都需要多学科之间的共同努力，才能促进其快速发展，从而适应煤炭行业对“三下”开采的迫切需要。总体而言，我国“三下”开采发展方向必然是向着岩层移动减小、最大限度提高采出率、高机械化程度这一“高产出、低损耗”的方向发展。

[1]张华兴，郭惟嘉．“三下”采煤新技术[M].中国矿业大学出版社,2008.

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1003-5168(2014)03-0048-01